Sie sorgen für eine gesunde Darmflora, können aber auch Cholera hervorrufen. Jetzt wurde ein weiterer Schritt gemacht, um zu verstehen, wie Bakterien sogar Mineralien produzieren können.
{1l} Der Geochemiker und Mineraloge Dr. Jeremy B. Fein hat untersucht, wie Bakterien die Neubildung von Mineralien beeinflussen. Fein ist Direktor und Professor am Environmental Molecular Science Institute der Notre Dame Universität in Indiana, USA. Vor nicht allzu langer Zeit wurde angenommen, dass allein chemische Bedingungen, wie z.B. der Säuregrad, für die Mineralbildung verantwortlich sind. Jetzt weiß man, dass auch Bakterien diesen Prozess beeinflussen, indem sie Metalle an ihre Oberfläche anlagern. Fein und sein Team haben jetzt einen wichtigen Schritt dieser bakteriellen Mineralisationsprozesse erforscht.
Positiv geladene Metallionen, so genannte Kationen, lagern sich an Rezeptorstellen an der negativ geladenen Zellwand von Bakterien an. Laborstudien haben gezeigt, dass Bakterienzellwände eine Vielzahl von Metallkationen aus Lösungen aufnehmen können. Dieser Vorgang heißt Adsorption.
Fein hat in seiner Studie spezielle Rechenmodelle benutzt. Sie beschreiben, welchen Einfluss es auf die Reaktionen in wässrigen Lösungen hat, wenn Metallionen an diese Rezeptorstellen andocken. Denn die Adsorption verringert die Menge der im Wasser gelösten Ionen und verschiebt somit das Verhältnis von gelösten und nicht gelösten Ionen im Wasser. Ähnliches passiert in einer gesättigten Salzlösung, aus der Salz entfernt wird, indem es an einer Oberfläche auskristallisiert. „Die Bakterien konzentrieren also Metallionen aus der wässrigen Lösung, indem sie diese an ihrer Oberfläche binden“, erklärt Prof. Dr. Jörn Peckmann vom DFG-Forschungszentrum Ozeanränder der Universität Bremen. „Dadurch beeinflussen sie, welche und wie viele Minerale sich bilden.“
Fein hat in seiner Studie erste Schritte gemacht, um im Modell vorhersagen zu können, wie Bakterien durch diesen Prozess die Mineralbildung beeinflussen. Laut Fein’s Studie ist es wichtig, alle Faktoren zu kennen, die die Anlagerung von Metallen an die Bakterienzellwände beeinflussen. Dazu gehört die Zahl der Andockstellen auf der Zellwand genauso, wie die genauen Reaktionsabläufe bei der Adsorption. Während die Modelle große Fortschritte gemacht haben, so Fein, gäbe es auf diesem Gebiet noch viel zu erforschen. „Wenn wir alle Faktoren kennen, können wir auch komplexere Systeme simulieren: z.B. wie verschiedene Bakterienarten bei der Mineralbildung zusammenwirken.“
Weitere Informationen zur Mineralneubildung von Bakterien
Sie sorgen für eine gesunde Darmflora, können aber auch Cholera hervorrufen. Jetzt wurde ein weiterer Schritt gemacht, um zu verstehen, wie Bakterien sogar Mineralien produzieren können.
Der Geochemiker und Mineraloge Dr. Jeremy B. Fein hat untersucht, wie Bakterien die Neubildung von Mineralien beeinflussen. Fein ist Direktor und Professor am Environmental Molecular Science Institute der Notre Dame Universität in Indiana, USA. Vor nicht allzu langer Zeit wurde angenommen, dass allein chemische Bedingungen, wie z.B. der Säuregrad, für die Mineralbildung verantwortlich sind. Jetzt weiß man, dass auch Bakterien diesen Prozess beeinflussen, indem sie Metalle an ihre Oberfläche anlagern. Fein und sein Team haben jetzt einen wichtigen Schritt dieser bakteriellen Mineralisationsprozesse erforscht.
Positiv geladene Metallionen, so genannte Kationen, lagern sich an Rezeptorstellen an der negativ geladenen Zellwand von Bakterien an. Laborstudien haben gezeigt, dass Bakterienzellwände eine Vielzahl von Metallkationen aus Lösungen aufnehmen können. Dieser Vorgang heißt Adsorption. Fein hat in seiner Studie spezielle Rechenmodelle benutzt. Sie beschreiben, welchen Einfluss es auf die Reaktionen in wässrigen Lösungen hat, wenn Metallionen an diese Rezeptorstellen andocken. Denn die Adsorption verringert die Menge der im Wasser gelösten Ionen und verschiebt somit das Verhältnis von gelösten und nicht gelösten Ionen im Wasser. Ähnliches passiert in einer gesättigten Salzlösung, aus der Salz entfernt wird, indem es an einer Oberfläche auskristallisiert. „Die Bakterien konzentrieren also Metallionen aus der wässrigen Lösung, indem sie diese an ihrer Oberfläche binden“, erklärt Prof. Dr. Jörn Peckmann vom DFG-Forschungszentrum Ozeanränder der Universität Bremen. „Dadurch beeinflussen sie, welche und wie viele Minerale sich bilden.“
Fein hat in seiner Studie erste Schritte gemacht, um im Modell vorhersagen zu können, wie Bakterien durch diesen Prozess die Mineralbildung beeinflussen. Laut Fein’s Studie ist es wichtig, alle Faktoren zu kennen, die die Anlagerung von Metallen an die Bakterienzellwände beeinflussen. Dazu gehört die Zahl der Andockstellen auf der Zellwand genauso, wie die genauen Reaktionsabläufe bei der Adsorption. Während die Modelle große Fortschritte gemacht haben, so Fein, gäbe es auf diesem Gebiet noch viel zu erforschen. „Wenn wir alle Faktoren kennen, können wir auch komplexere Systeme simulieren: z.B. wie verschiedene Bakterienarten bei der Mineralbildung zusammenwirken.“
Weitere Informationen zur Mineralneubildung von Bakterien
(GeoUnion/Jeremy Fein, University of Notre Dame, Jörn Peckmann, (RCOM), 14.05.2004 – Alice Hossain, Kirsten Achenbach DFG-Forschungszentrum Ozeanränder (RCOM))
